Choix du matériau des barres de broyage

Comment choisir le matériau des barres de broyage en six étapes

L'acheteur doit d'abord définir la base d'exploitation du broyeur et des barres actuelles, puis isoler le problème observé, comparer les filières candidates de matériau et de traitement thermique, fixer les exigences d'inspection, planifier un essai traçable et convertir la filière acceptée en RFQ. Cette séquence évite de traiter un nom de nuance ou une seule valeur de dureté comme une promesse de durée de vie.

• Définissez la base de comparaison — consignez le régime du broyeur, les conditions d'alimentation ou de pulpe, le diamètre et la longueur actuels des barres, la nuance et l'état de livraison s'ils sont connus, la pratique de chargement, l'intervalle de remplacement et la période d'observation.
• Classez le problème — distinguez l'usure progressive, la casse, la flexion, la corrosion visible, les dommages de manutention et les temps d'arrêt, sans diagnostiquer le mécanisme à partir d'un seul symptôme.
• Présélectionnez les solutions de matériau et de procédé — comparez 65Mn, 40Cr et 42CrMo4 / 4140 selon la norme applicable, la taille de la section, l’état de livraison, le procédé de traitement thermique et les enregistrements requis ; ne classez pas les nuances sur leur seul nom.
• Définissez les champs de vérification — précisez la méthode, l'échelle, l'emplacement, la fréquence et l'étape de l'essai de dureté, ainsi que les dimensions, la rectitude, l'état de surface, la traçabilité de coulée ou de lot, le MTC et toute autre inspection convenue.
• Planifiez un essai contrôlé — identifiez le lot d'essai, maintenez une période d'exploitation aussi comparable que possible, consignez les écarts et définissez à l'avance les critères d'usure, de casse, de flexion, d'arrêt et d'inspection.
• Rédigez la demande de prix — indiquez la quantité, le diamètre, la longueur, la solution de matériau et de procédé, l’état du matériau, le périmètre des essais et contrôles, le marquage, l’emballage, la destination, les conditions d’essai et les responsables de l’approbation.

Pour les acheteurs sud-africains qui comparent des fournisseurs de corps broyants, utilisez le guide des fournisseurs et des essais de barres de broyage pour préciser une demande générale de corps broyants en termes de barres d’acier, de conditions de service du broyeur, de dimensions, de base d’essai, de contrôle, d’emballage et de destination avant de comparer les prix.

Sources :[2][3][4]

Les données de référence d’exploitation

Le choix du matériau reste insuffisamment déterminé tant que les conditions de service de référence ne sont pas définies. Consignez les dimensions et l’état des barres, le mode de fonctionnement du broyeur, l’alimentation, les pratiques de chargement des barres, les conditions de l’eau ou de la pulpe, l’intervalle de remplacement et les pratiques de retrait. Ajoutez la perte progressive de diamètre, les dommages localisés, les ruptures, la courbure, les dommages de manutention et les temps d’arrêt. Séparez les observations mesurées, les rapports des opérateurs et les inconnues.

Définissez la base de comparaison avant d’examiner 65Mn, 40Cr ou 42CrMo4/4140. Un taux d’usure nécessite une mesure de perte définie, un dénominateur tel que le temps ou le débit traité, ainsi qu’une période d’observation. La liste de données d’exploitation accessible par le lien contient les champs de collecte détaillés permettant de déterminer quels éléments sont comparables.

Dans une expérience de broyage à sec par lots menée en 1992 avec un broyeur à barres, la granulométrie d’alimentation, le diamètre des barres, la composition de la charge de barres et le temps de broyage ont influencé la réponse de broyage mesurée. Il ne s’agissait pas d’un essai de barres JOTAIN ; l’expérience ne comparait pas 65Mn, 40Cr ou 42CrMo4/4140 et ne permet pas de prévoir l’usure ou la durée de vie. L’enseignement utile est plus limité : lors de l’interprétation des résultats, les paramètres de fonctionnement doivent accompagner les enregistrements relatifs au matériau.

Utilisez la liste des données d’exploitation des barres de broyage pour réunir les conditions du broyeur, les observations d’usure et les données d’entrée de l’essai dans un même relevé comparable avant d’examiner les solutions de matériau et de procédé.

Sources :[3][4]

Abrasion, chocs, corrosion et interaction des mécanismes sur les barres

La perte de matière observée ne constitue pas un diagnostic du mécanisme. L’abrasion correspond à un enlèvement de matière lié à des particules dures et à un mouvement relatif. Les chocs concernent des contacts répétés et les sollicitations susceptibles d’entraîner une déformation ou une rupture. La corrosion est une perte de matière par voie électrochimique dans l’environnement indiqué. L’interaction signifie qu’un mécanisme peut modifier le résultat combiné ; elle n’autorise pas à additionner des pourcentages issus d’essais sans lien entre eux dans un seul modèle d’usure. Une barre peut présenter des signes de plusieurs mécanismes, et le problème dominant peut évoluer avec les conditions de fonctionnement.

Le rapport RI 9166 du Bureau américain des mines indique des vitesses de corrosion de l’acier moulé de 22 mils par an dans un environnement réel de broyeur de minerai de cuivre et de 21 mils par an dans sa simulation en laboratoire. Il s’agit d’observations de corrosion issues de cette étude, et non de taux d’usure totale des corps broyants, de comparaisons entre nuances d’acier ou de prévisions de durée de vie des barres JOTAIN. ^[1]

RI 9166 indique que la corrosion électrochimique représentait moins de 5% de l’usure totale des corps broyants, uniquement dans les opérations étudiées. Ce pourcentage ne doit pas être généralisé à d’autres broyeurs, minerais, compositions chimiques de l’eau, corps broyants ou conditions de fonctionnement ; il ne démontre pas non plus que la corrosion soit négligeable ailleurs. Utilisez ce rapport pour orienter l’étude, et non pour attribuer une part générique de l’usure à un mécanisme dans une nouvelle demande de prix. ^[1]

Sources :[1][2][3]

Sources :[1]

Dureté, microstructure, ténacité et traitement thermique

Traitez le procédé de traitement thermique et l’état de livraison comme des exigences contrôlées de la commande. Précisez la responsabilité du procédé, l’état final, l’échelle et la méthode de dureté requises le cas échéant, l’emplacement de l’essai, la fréquence d’échantillonnage, l’étape du contrôle et la base d’acceptation applicable. Une valeur dont l’emplacement ou l’état du matériau n’est pas précisé peut masquer des variations et ne permet pas d’établir le comportement en service de l’ensemble de la barre.

La microstructure désigne les phases métallurgiques et la morphologie produites par la composition et le traitement. La ténacité désigne la résistance à la rupture dans un contexte de chargement ou de test indiqué ; ce n'est pas simplement l'inverse de la dureté. Le mode de traitement thermique, la taille de la section, la microstructure, l'état résiduel, l'état de surface, l'historique des impacts et la population de défauts peuvent tous affecter la manière dont un résultat de dureté doit être interprété. Les preuves approuvées ne soutiennent aucune conversion de la dureté en durée de vie ni aucun objectif de dureté générique pour ces tiges.

ASTM G65 définit une méthode contrôlée d’abrasion par rayage en laboratoire pour classer les matériaux métalliques dans des conditions spécifiées. Cette méthode ne reproduit pas toutes les conditions du procédé, notamment les chocs ou les facteurs corrosifs. Son domaine d’application ne permet donc pas de prévoir la résistance exacte dans un environnement donné. Un classement de laboratoire peut contribuer à un dossier d’enregistrements contrôlés. Il ne permet pas, à lui seul, de prévoir la durée de vie en broyeur à barres ni de remplacer une comparaison sur site fondée sur des conditions d’exploitation de référence documentées.

Sources :[1][2]

Comparez 65Mn, 40Cr et 42CrMo4/4140 comme solutions de matériau et de procédé envisagées

Une solution envisagée regroupe une nuance, la norme qui la régit, l’état du matériau, le procédé de traitement thermique, les dimensions et le dossier de contrôle en cours d’examen. Ce n’est pas une recommandation fondée sur le seul nom de la nuance. Exigez la désignation et la norme exactes, la section, la traçabilité de la coulée ou du lot, le traitement prévu, les enregistrements d’essai convenus, les contrôles dimensionnels et les contrôles du marquage.

L’offre actuelle de JOTAIN pour le 65Mn constitue un contexte commercial interne montrant que le 65Mn peut faire l’objet d’un devis pour une évaluation en barres de broyage. Elle n’est pas une source indépendante d’autorité technique et ne fournit aucun résultat comparatif d’usure. Examinez 40Cr et 42CrMo4/4140 selon les mêmes rubriques de justificatifs lorsque l’acheteur autorise ces solutions. Ne déduisez pas de la teneur en éléments d’alliage, d’un usage courant sur le marché ou d’une dureté déclarée plus élevée une durée de vie supérieure, moins de ruptures ou moins de temps d’arrêt.

Aucune des sources approuvées ne compare 65Mn, 40Cr et 42CrMo4/4140 dans un essai contrôlé des trois solutions en broyeur à barres. Établissez une liste restreinte avec les inconnues clairement indiquées, sans désigner de gagnant. Consignez le problème visé par chaque solution, les conditions qui plaident contre son choix, les enregistrements requis et le résultat d’essai qui justifierait de la changer. L’acceptation finale relève des responsables habilités de l’ingénierie et de la qualité chez l’acheteur.

Sources :[1][2][4]

Un essai contrôlé dans une fenêtre opératoire

Un lot d’essai contrôlé est un matériau identifié, comparé pendant une période de fonctionnement et selon des critères d’évaluation définis à l’avance et documentés. Si des incertitudes subsistent sur le comportement en service, utilisez un lot d’essai traçable plutôt que de formuler une affirmation générale de performance. Identifiez chaque coulée ou lot, les dimensions des barres, leur état de livraison et après traitement thermique, le marquage, le contrôle initial et la date de mise en place ou de chargement. Conservez les enregistrements permettant de relier chaque observation au matériau réellement utilisé.

Maintenez les conditions de la période de fonctionnement aussi comparables que possible : alimentation, pratiques de chargement des barres, programme de marche du broyeur, conditions de l’eau ou de la pulpe, produit visé, base d’observation ou de débit traité, règles de retrait des barres et manutention. Consignez chaque écart. Si plusieurs solutions de matériau et de procédé sont utilisées simultanément, définissez à l’avance leur identification et la façon d’interpréter une exposition inégale ou des retraits sélectifs.

Convenez des mesures et des critères de décision avant de connaître le résultat de l’essai. Définissez la mesure d’usure et son dénominateur. Consignez le nombre et l’emplacement des ruptures, la courbure des barres, les actions de remplacement, les observations de surface et les constats de contrôle. Suivez les interruptions de fonctionnement et attribuez les temps d’arrêt selon une règle convenue.

L’observation d’un cas isolé peut révéler un problème, mais pas sa fréquence. Examinez les résultats mesurés avec les écarts documentés, puis présentez séparément toute déduction technique. L’essai n’étaye le choix d’une solution de matériau et de procédé que pour les conditions consignées ; il ne constitue ni une prévision générale de durée de vie ni une garantie.

Sources :[1][2][3][4]

Du choix du matériau à la demande de prix

Rédigez la demande de prix de façon qu’un autre examinateur puisse reconstituer la décision. Indiquez les données de référence, la solution de matériau et de procédé envisagée, la norme de la nuance, les dimensions, la quantité, l’état du matériau, la dureté définie ou les justificatifs métallurgiques, les contrôles dimensionnels et de surface, la traçabilité, le marquage, le protocole d’essai, l’emballage, la destination et les documents. Précisez l’indice de révision du plan, de la spécification ou de l’accord technique qui régit l’acceptation.

Utilisez les rapports MTC et UT pour vérifier le matériau des barres et les contrôles réalisés. L’usure, les ruptures et la durée de vie doivent encore être établies par un essai contrôlé dans le broyeur de l’acheteur.

Désignez un responsable et une échéance pour l’approbation de la solution de matériau et de procédé, le contrôle, l’autorisation de l’essai, le traitement des écarts et l’interprétation finale. Rattachez les retours d’expérience en service au dossier de coulée ou de lot. Séparez les recommandations d’achat des résultats d’essai. Les sources et la photographie ne démontrent pas qu’une nuance offrira toujours moins d’usure, moins de ruptures ou une durée de vie supérieure.

DEMANDE DE PRIX POUR REVUE DU MATÉRIAU / ESSAI DE BARRES DE BROYAGE
Broyeur et conditions de service : [type de broyeur, longueur utile, minerai/alimentation, voie humide ou sèche, débit traité et produit visé]
Barres actuelles : [nuance si connue, diamètre, longueur, état, charge de barres et modalités de remplacement]
Problème observé : [usure, rupture, courbure, enchevêtrement, temps d’arrêt ou évaluation d’une nouvelle source d’approvisionnement]
Solution envisagée : [nuance/norme, diamètre, longueur, traitement thermique et état final]
Contrôle : [méthode et emplacements de mesure de la dureté, dimensions, rectitude, surface, traçabilité de la coulée/du lot et certificat]
Quantité et période d’essai : [quantité, données de référence, transition, période d’observation et paramètres de fonctionnement à consigner]
Résultats : [base d’évaluation de l’usure, ruptures, courbure, temps d’arrêt, retraits de barres et constats de contrôle]
Emballage et destination : [fardeau, marquage, port/pays et condition de livraison]
Réponse du fournisseur : [solution proposée, exclusions, écarts, délai de fourniture et accompagnement de l’essai]

Sources :[1][2][3][4]